Transporte eletrônico em sistemas de baixa dimensionalidade com interação elétron-fônon e campos elétricos
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1459 |
Resumo: | In this work we studied electron dynamics in two 1-D distinct systems: (1) anharmonic lattice with electron-phonon interaction under the effect of a static parallel electric field and (2) harmonic alloy with uncorrelated diagonal disorder, electron-phonon interaction and under the effect of surface acoustic wave (SAW). In both cases we used quantum mechanics formalism for the electron and a classical Hamiltonian for chain vibrations. Moreover, electron-phonon coupling was described by a transfer energy function which depends on relative distance of nearest neighbor ions. We developed numerical calculation employing Taylor truncated expansion method for Schrödinger's equation time evolution operator and other two for lattice deformation (Euler and finite difference). Results (1) point out to the existence of a competition among electron-lattice coupling and electric field. The former promotes a electron-soliton pair formation, which moves along the chain and the latter traps electron around initial position generating Bloch-like oscillations. On system (2), association between SAW and eletron-phonon interaction promotes the breakdown of Anderson localization and charge transport even in a high disorder level. We had acceptable numerical tolerance and our calculations are in agreement to the theory. |
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Transporte eletrônico em sistemas de baixa dimensionalidade com interação elétron-fônon e campos elétricosElectronic transport on low dimensionality systems mediated by electron-phonon interaction and electric fieldTransporte EletrônicoDesordem não correlacioandaCampo ElétricoOndas acústicasElétron-fônonRede de MorseElectronic transportUncorrelated disorderElectric fieldAcoustic waveElectron-phononMorse latticeCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work we studied electron dynamics in two 1-D distinct systems: (1) anharmonic lattice with electron-phonon interaction under the effect of a static parallel electric field and (2) harmonic alloy with uncorrelated diagonal disorder, electron-phonon interaction and under the effect of surface acoustic wave (SAW). In both cases we used quantum mechanics formalism for the electron and a classical Hamiltonian for chain vibrations. Moreover, electron-phonon coupling was described by a transfer energy function which depends on relative distance of nearest neighbor ions. We developed numerical calculation employing Taylor truncated expansion method for Schrödinger's equation time evolution operator and other two for lattice deformation (Euler and finite difference). Results (1) point out to the existence of a competition among electron-lattice coupling and electric field. The former promotes a electron-soliton pair formation, which moves along the chain and the latter traps electron around initial position generating Bloch-like oscillations. On system (2), association between SAW and eletron-phonon interaction promotes the breakdown of Anderson localization and charge transport even in a high disorder level. We had acceptable numerical tolerance and our calculations are in agreement to the theory.Neste trabalho foi estudado o problema dinâmica de um elétron em dois sistemas unidimensionais distintos: (1) rede não harmônica com interação elétron-fônon e sob a ação de um campo elétrico estático aplicado paralelamente a ela e (2) rede harmônica com desordem diagonal não correlacionada, com interação elétron-fônon e sob a influência de ondas acústicas de superfície (SAW). Nos dois casos, foram utilizados formalismo quântico para o estudo do elétron e uma hamiltoniana clássica para as vibrações da cadeia. Além disso, o acoplamento do ente quântico com a rede foi descrito a partir da energia de transferência entre íons vizinhos, com aquela sendo dependente da distncia efetiva destes. Foi aplicado o método numérico de expansão truncada de Taylor para a evolução temporal da equação de Schrödinger dependente do tempo em ambos os casos, enquanto para a dinâmica das deformações foram empregados métodos distintos (Euler e diferenças finitas). Os resultados de (1) apontaram para a ocorrência de uma competição entre o acoplamento elétron-fônon e o campo elétrico. O primeiro promove um par elétron-soliton que se move ao longo da cadeia e o segundo aprisiona o elétron em torno de sua posição inicial criando oscilações semelhantes às de Bloch. No sistema (2), a associação entre SAW e a interação elétron-rede destroem o fenômeno da localização de Anderson permitindo o transporte de carga, mesmo em níveis altos de desordem. Os níiveis de precisão numérica são aceitáveis e os cálculos estão em consonância com os preceitos teóricos.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em Física da Matéria CondensadaUFALMoura, Francisco Anacleto Barros Fidelis dehttp://lattes.cnpq.br/2051616130490628Albuquerque, Samuel Silva dehttp://lattes.cnpq.br/3859074947566850Chaves Filho, Valdemir Linohttp://lattes.cnpq.br/2786329688883970Silva, Askery Alexandre Canabarro dahttp://lattes.cnpq.br/5474659190408835Carvalho, Alexandre Manoel de Moraishttp://lattes.cnpq.br/6348179610253447Gléria, Iram Marcelohttp://lattes.cnpq.br/2446723331523216Ranciaro Neto, Adhemar2016-10-04T01:23:35Z2016-09-092016-10-04T01:23:35Z2016-06-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfRANCIARO NETO, Adhemar. Transporte eletrônico em sistemas de baixa dimensionalidade com interação elétron-fônon e campos elétricos. 2016. 63 f. Tese (Doutorado em Física da Matéria Condensada) - Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2016.http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1459porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFAL2019-01-09T21:52:03Zoai:www.repositorio.ufal.br:riufal/1459Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:2019-01-09T21:52:03Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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